資源簡介

(共18張PPT)
第一章 結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
第二節(jié) 探究結(jié)構(gòu)
（第2課時(shí)）
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)習(xí)目標(biāo)
從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)，理解結(jié)構(gòu)對技術(shù)產(chǎn)品及其功能實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特價(jià)值。
了解結(jié)構(gòu)的一般分類和簡單的受力分析方法。
學(xué)會(huì)分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素，能夠?qū)懗鲈囼?yàn)報(bào)告。
能進(jìn)行簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)繪制設(shè)計(jì)圖樣，并做出原型或模型。
能從文化和技術(shù)的角度欣賞并評價(jià)典型結(jié)構(gòu)。
引入
以設(shè)計(jì)一個(gè)課桌為例
要保證穩(wěn)定
要足夠堅(jiān)固
要滿足基本的功能需求
各部分連接要牢固
結(jié)構(gòu)不光要穩(wěn)定，還要堅(jiān)固，結(jié)構(gòu)要堅(jiān)固就需要研究結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，以及構(gòu)件之間的連接方式。
設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)，除了考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還有什么因素？
（一）強(qiáng)度與應(yīng)力
當(dāng)外力作用于構(gòu)件時(shí)，構(gòu)件產(chǎn)生變形，原來各質(zhì)點(diǎn)在固有內(nèi)力作用下的平衡狀況被破壞，各相鄰質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生了附加的相互作用力，這種相互作用力稱為附加內(nèi)力。
在討論構(gòu)件的強(qiáng)度等問題時(shí)，常將附加內(nèi)力簡稱為內(nèi)力。
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
內(nèi)
力
外力
外力
內(nèi)力是由外力引起的，是對變形的一種抵抗。
思考：
哪些因素會(huì)影響內(nèi)力的大小？
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
外力越大，則構(gòu)件的內(nèi)力越大。
當(dāng)內(nèi)力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，構(gòu)件就會(huì)被破壞。
構(gòu)件必須具有抵抗被破壞的能力，這種能力稱作強(qiáng)度。
實(shí)踐活動(dòng)：紙條的承重試驗(yàn)
在一張紙上，分別裁剪出1mm、2mm、3mm的紙條，分別測試其承重能力。
使用器材：支架、紙條、長尾夾、50g鉤碼。
分組完成試驗(yàn)，并記錄試驗(yàn)結(jié)果。
提醒：添鉤碼前，先用手捏住上面的鉤碼，增加鉤碼后再放開，隨時(shí)注意紙條可能斷裂。
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
（一）強(qiáng)度與應(yīng)力
σ =
σ — 應(yīng)力
N — 內(nèi)力
A — 橫截面面積
應(yīng)力的單位是帕，符號(hào)是Pa
工程上常使用兆帕（MPa）作為單位
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
在內(nèi)力不變的情況下，構(gòu)件的橫截面面積越大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越高。
同截面垂直的應(yīng)力稱為正應(yīng)力或法向應(yīng)力，同截面相切的應(yīng)力稱為剪應(yīng)力或切應(yīng)力。
如柱體垂直受壓時(shí)，其橫截面上的應(yīng)力就是正應(yīng)力；物體被剪切時(shí)，剪切面上就有剪應(yīng)力；而梁彎曲變形時(shí)，其橫截面上除了具有正應(yīng)力外，還有剪應(yīng)力。
構(gòu)件單位橫截面面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的應(yīng)力。
應(yīng)力、內(nèi)力和橫截面面積之間的關(guān)系為：
（二）強(qiáng)度與材料
觀察不同型號(hào)的鋼材，不同溫度下，表現(xiàn)出不同的應(yīng)力數(shù)值。
不同材料強(qiáng)度不同。同一個(gè)構(gòu)件，使用紙、塑料、木、鐵材料制作，得到的產(chǎn)品強(qiáng)度也不同。
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
（二）強(qiáng)度與材料
鋼筋混凝土：鋼筋砼 [tóng]
混凝土具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，但是抗拉強(qiáng)度較低。
鋼筋具有非常好的抗拉強(qiáng)度，彌補(bǔ)混凝土的不足。
二者有相似的膨脹系數(shù)，相互間有非常好的粘結(jié)力。
思考：從結(jié)構(gòu)的角度分析，鋼筋安裝在混凝土的哪個(gè)位置？靠近上邊、中間、靠近下方。
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
上部受_____力
下部受_____力
（三）強(qiáng)度與形狀
使用同樣大小的A5紙張，制作各種形狀的截面，包括三角形、正方形、原型、U形、W形等。
將結(jié)構(gòu)搭在間距18cm的兩個(gè)支架之間，可用2個(gè)凳子試驗(yàn)，然后增加鉤碼，記錄不同形狀的強(qiáng)度情況。
實(shí)踐活動(dòng)：不同截面形狀強(qiáng)度對比試驗(yàn)
強(qiáng)度與形狀有關(guān)，下列的形狀，你認(rèn)為哪一種強(qiáng)度最大？
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
（三）強(qiáng)度與形狀
立即行動(dòng)：分析改變形狀增加強(qiáng)度的方法。
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
立即行動(dòng)：說說生活中還有哪些通過改變形狀增加強(qiáng)度的案例。
立即行動(dòng)：如何增加框架、畫框的強(qiáng)度。
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
思考：同樣的形狀，同樣的材料，還有什么因素影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度？
撲克牌搭建，對比用透明膠帶粘貼，和不粘貼的情況，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
榫卯結(jié)構(gòu)：廣泛應(yīng)用于中國古建筑和家具。
三、結(jié)構(gòu)的連接
三、結(jié)構(gòu)的連接
常見的榫卯結(jié)構(gòu)
（三）強(qiáng)度與形狀
常見的連接方式
二、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度
焊接
鉚[mǎo]接
鉸接
螺栓連接
膠接
繩系、膠接（萬能膠、熱熔膠、雙面膠、水泥等）
技術(shù)試驗(yàn)展示
將三腳架放在光滑的臺(tái)面上，在三腳架上加載重物，觀察三腳架的幾何形狀會(huì)發(fā)生什么變化。
四、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性試驗(yàn)
將3條長30cm、橫截面為10mm×10mm的木棍銷接在一個(gè)圓盤上，組成一個(gè)三腳架。
在三腳架的3條腿處拴上橡皮筋，重復(fù)試驗(yàn)1的加載過程，觀察橡皮筋的變化，并記錄橡皮筋的長度變化。橡皮筋發(fā)生的變化說明了什么？
用彈簧測力計(jì)替代橡皮筋，重復(fù)試驗(yàn)1的加載過程，記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)。
通過技術(shù)試驗(yàn)加深對知識(shí)的理解，了解影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的多種因素。
總結(jié)
謝謝!

展開更多......

收起↑